(57)【要約】【課題】陽極から注入された正孔が、発光層から電子輸送層に通過していくことを防止し、発光効率を向上させた有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す）及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機ＥＬ素子において、前記電子輸送層にスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種を、該金属原子数／有機物分子数の比で１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下含有する有機ＥＬ素子。基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機ＥＬ素子の製造方法において、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を積層した後、スズまたは亜鉛原子を含有する層を積層し、７０℃以上の温度で３０分以上アニーリングする有機ＥＬ素子の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層がスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種と有機物を含有し、該スズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種の含有量が該金属原子数／有機物分子数の比で１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層がスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種と有機物を含有し、該スズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種の含有量が該金属原子数／有機物分子数の比で１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であり、かつスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種を層の厚さ方向に不均一に分布させてなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記電子輸送層が非有機錯体を含有する請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、電子輸送層にスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種を共蒸着法、交互蒸着法またはスパッタ法により添加する工程を有することをことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を積層した後、スズまたは亜鉛原子を含有する層を積層し、７０℃以上の温度で３０分以上アニーリングすることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項６】
前記電子輸送層が非有機錯体を含有する請求項４または５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光層に接して電荷注入層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す）は盛んに開発されている。有機ＥＬ素子において有機発光層への電子の注入性を改善するために、さまざまな方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、有機発光層への電子の注入性を向上するために、電子注入層にアルカリ金属化合物を残有させる例が示されている。
特許文献２には、有機発光層への電子の注入性を改善するために、カソード電極と有機発光層の間に、カソード電極よりも仕事関数の小さい材料（アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、Ｍｇ、Ｉｎ）を含有させた有機層を設ける例が示されている。
【０００４】
特許文献３には、有機発光層の一部にアルカリ金属化合物を添加して、有機発光層への電子の注入性を改善する例が示されている。
また、特許文献４には、電子輸送層に金属錯体を用いた例が示されている。
【特許文献１】特許第３５２９５４３号
【特許文献２】特開平９−３１２１９６号広報
【特許文献３】米国特許６０６４１５１号
【特許文献４】特開２００４−２００１４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ素子において、電子輸送層から発光層へ電子が注入され、また、正孔輸送層から発光層への正孔が注入されて、発光層で電子と正孔が再結合して発光する。しかし、正孔注入層から発光層に注入された正孔は、電界により発光層を通過し電子輸送層に漏れて、発光効率を低下させるという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決し、発光効率を向上させた有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供することを目的としている。より具体的には、電子注入層を改良することにより有機ＥＬ素子の発光効率を改善しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
よって本発明は、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層がスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種と有機物を含有し、該スズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種の含有量が該金属原子数／有機物分子数の比で１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。
【０００８】
また、本発明は、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記電子輸送層がスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種と有機物を含有し、該スズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種の含有量が該金属原子数／有機物分子数の比で１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であり、かつスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種を層の厚さ方向に不均一に分布させてなることを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。
【０００９】
また、本発明は、前記電子輸送層が非有機錯体である有機ＥＬ素子を提供する。
また、本発明は、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、電子輸送層にスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種を共蒸着法、交互蒸着法またはスパッタ法により添加する工程を有することをことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を積層した後、スズまたは亜鉛原子を含有する層を積層し、７０℃以上の温度で３０分以上アニーリングすることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【００１１】
加えて、本発明は、前記電子輸送層が非有機錯体である有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
また、本発明は、上記の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電子輸送層にスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種を含有させることによって、アノード電極から注入された正孔が、電子輸送層に通過していくことが防止でき、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子は、基板上に第１の電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを有する。該有機ＥＬ素子において、前記電子輸送層に、スズ原子または亜鉛原子の内少なくとも１種を、該金属原子数／有機物分子数の比で１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下含有する。
【００１４】
また、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子と、スイッチング素子と、スイッチング素子を覆い且つ有機ＥＬ素子の下部電極とスイッチング素子との間に配置される平坦化層を有する。
【００１５】
有機ＥＬ素子は、下部電極と発光層を少なくとも含む有機層と上部電極とが積層されてなる積層体を一単位とした発光素子である。
スイッチング素子は、発光素子の発光あるいは非発光を制御する。スイッチング素子は例えばトランジスターである。
【００１６】
本実施形態においてポリシリコン薄膜トランジスターをスイッチング素子の一例として挙げる。
電子輸送層に含有されるスズ原子または亜鉛原子は、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析装置）で測定することが出来る。また、電子輸送層の有機分子のモル数は、所望の面積の電子輸送層をクロロホルムやトルエンに溶解し、液体クロマトグラフィで測定し、検量線を利用して定量することが出来る。
【００１７】
次に、本発明における有機ＥＬ表示装置の断面図を図１に示す。
図１に示すように本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は基材の一例である基板１０１上に、ポリシリコン薄膜トランジスター（ポリシリコン１０２、ソース１０３、ドレイン１０４、ゲート１０５、ゲート絶縁層１０６）が配置されている。
【００１８】
さらに該薄膜トランジスターによる凹凸を平坦化するために絶縁性の平坦化層１０７が配置されている。
さらに平坦化層１０７上には下部電極１０８、有機層からなる有機ＥＬ層１０９（該有機ＥＬ層は不図示の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等から構成される）が配置されている。さらに、素子分離膜１１３、上部電極１１０、保護層１１１、充填材１１２、封止材１１４等が配置されている。
【００１９】
図１に示す有機ＥＬ表示装置を製造するプロセスを図２に示す。図中の符号は各工程に付された符号である。
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のプロセスを説明する。
【００２０】
まず基板を準備し（２００）、その上に薄膜トランジスターからなる駆動回路を形成し（２０１）、駆動回路上に平坦化層前駆体を塗布し（２０２）、平坦化層前駆体をプリベークし（２０３）する。
【００２１】
そして平坦化層に開口を形成するためにフォトリソ法にてパターンを照射して平坦化層開口を形成する（２０４）。
平坦化層開口を形成した後、洗浄し（２０５）、続いて平坦化層をポストベークして（２０６）平坦化層を十分に重合させる。
【００２２】
平坦化層上に蒸着やスパッタ−等で下部電極を形成する（２０７）。下部電極は薄膜トランジスターとこの時点で接続されている。接続工程は例えば工程２０４乃至２０７の何れかの工程において行われればよい。
【００２３】
下部電極形成後、洗浄を行う（２０８）。その後、素子分離膜前駆体を塗布し（２０９）、素子分離膜前駆体をプリベーク（２１０）、素子分離膜開口（２１１）を形成し、洗浄（２１２）を行ったあと、素子分離膜をポストベークする（２１３）。素子分離膜は平坦化層と接して配置されている。また下部電極の一部より具体的には下部電極の周辺部においてその上面を覆うように素子分離膜が配置されている。
【００２４】
平坦化層や素子分離膜が配置された状態の基板に脱水処理を行う（２１４）。脱水処理とは例えばベーキングによる処理である。
脱水処理後、有機ＥＬ層を形成し（２１５）、上部電極を形成し（２１６）、保護層を形成し（２１７）、充填材（充填層）を形成し（２１８）、ガラス等の封止材で密閉封止する（２１９）。このようなプロセスによって有機ＥＬ表示装置を製造する。
【００２５】
本実施形態において、薄膜トランジスターはｎチャンネルでもｐチャンネルでもよい。また、薄膜トランジスターはポリシリコンで形成されたもののみならず、アモルファスシリコンで形成されるのも好ましいものである。
【００２６】
本実施形態において、平坦化層はアクリル基、エポキシ基、カルボキシル基、水酸基、イソシアナート基、アミン基、アミド基、フェノール基、シラノール基、アルキレン基、チオール基等の反応性活性基を有するオリゴマーから得られる樹脂であることが好ましい。このようなオリゴマーは分子内、若しくは分子間で反応が可能なオリゴマーであるからである。
【００２７】
特に平坦化層としては、アクリル系樹脂、または、ポリイミド系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂は平坦性に優れている。また、ポリイミド系樹脂は耐熱性に優れ、特に有機ＥＬ素子のように発熱する素子には適している。
【００２８】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置において、下部電極や上部電極は金属や透明酸化物導電膜が蒸着やスパッタ等で積層される。
上部電極上の保護層は、酸化シリコン、窒化シリコンや酸窒化シリコン膜等の絶縁膜である。この保護層は可視光に対して透明である。保護層はプラズマＣＶＤ法やスパッタ法で積層される。
【００２９】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置において平坦化層の層厚は、平坦化層が歪みにくくするという観点から１μｍ以上４μｍ以下の範囲でよい。さらに薄膜トランジスター等による凹凸を平坦化することと、平坦化層の外圧による歪、及び、残留する水分の有機ＥＬ素子への影響を考慮しても、１μｍ以上４μｍ以下が好ましい範囲でもある。より好ましくは、１から３μｍがより好ましい範囲である。
【００３０】
本実施の形態において基板１０１は、絶縁性の基板が好ましい。
基板１０１としては、ガラス、ガラスセラミックス、石英、セラミックス、プラスチック等が適している。
【００３１】
また薄膜トランジスターは、有機ＥＬ素子が電流注入素子であるため、電流を多くとることのできるポリシリコン薄膜トランジスターが適している。ポリシリコンは、シランガスを原料としたプラズマＣＶＤ法で堆積したアモルファスシリコン膜をエキシマレーザーで再結晶したポリシリコンが適している。ポリシリコンの層厚は、有機ＥＬ素子に流す電流量やポリシリコン層の電気的特性を考慮して設計されるが、２０ｎｍから１００ｎｍが好ましい範囲である。
【００３２】
前記したように平坦化層は、図１に示すように、基板と下部電極との間に配置されている。そして特に平坦化層は薄膜トランジスターと下部電極の間に挿入され、薄膜トランジスターの凹凸を緩和し平坦化する。
【００３３】
平坦化層は、長時間に渡るガラス基板の歪や外力による局所的な歪によって変形しにくいことが必要である。また、長時間有機ＥＬ素子を点灯しておくと、数１０℃から１００℃あるいはそれ以上（場合によっては２００℃以上）まで昇温する場合がある。
【００３４】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置において平坦化層はそのような環境でも歪みにくい。
下部電極を陽極として使用する場合には、４ｅＶ以上の仕事関数の大きい金属、合金、酸化物導電膜、及び、有機ＥＬ層側で仕事関数の大きな材料と他の電極材料との積層構造も好ましいものである。
【００３５】
これらのうち金属は、金、白金、モリブデン、ニッケル等を挙げることができる。また合金は、これら例示した上記金属を少なくとも１種有する合金が適している。
また酸化物導電膜では、酸化錫（ＳｎＯ2）、アルミニウムをドーピングして酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられる。
【００３６】
陽極は、これらの電極材料を、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーテリング法、電析法、電気メッキ法、無電界メッキ法等で、薄膜を形成させることによって作製することができる。
【００３７】
陽極側から光を取り出す場合、陽極の透過率は２０％よりも大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、３００Ω／□以下が好ましい。陽極の層厚は、材料にもよるが、１０ｎｍから２μｍの範囲で選択される。また、有機ＥＬ層からの光の取り出し効率を、良くするように干渉の効果も考慮して、層厚を設定することが好ましいものである。
【００３８】
図１に示す有機ＥＬ層は図３に示すように、正孔輸送層４０３、発光層４０４、電子輸送層４０５、電子注入層４０６等から構成される。
正孔注入輸送層としては、陽極からの正孔の注入を容易にし、更に注入された正孔を発光層に輸送する、優れた移動度を有することが好ましい。正孔注入輸送層としては、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい層厚である。
【００３９】
発光層としては、可視領域において蛍光あるいは燐光を発し成膜性が良い任意の発光材料を用いることができる。発光層としては、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい層厚である。
【００４０】
電子注入材料としては、陰極からの電子の注入を容易にするものから任意に選ぶことができる。
電子注入性能を有する材料としてはとくに限定されるものではない。電子注入層としては、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい層厚である。
【００４１】
電子輸送性材料としては、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子輸送性能を有する材料としてはもちろんこれらに限定されるものではない。電子輸送層としては、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましい層厚である。
【００４２】
電子輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４３】
本発明において、電子輸送層中にはスズ原子または亜鉛原子を含有させることが好ましい。電子輸送層中でのスズ原子及び亜鉛原子の働きの詳細は不明であるが、これらの原子は、第一イオン化エネルギーが大きく、電子輸送層中のＨＯＭＯ側に準位を形成することが期待される。その結果、これらの準位は、正孔のトラップとして働くことが期待される。
【００４４】
このように電子輸送層中にスズ原子または亜鉛原子を添加することによって、電子輸送層中での正孔の移動が困難になるものと考えられる。その結果、発光層に注入された正孔が、発光層をつきぬけることが防止でき、発光効率を向上させることが出来るものと考えられる。
【００４５】
電子輸送層に含有されるスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種の添加量は、該金属原子数／有機物分子数の比で１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下が好ましい範囲である。添加量が少なすぎると効果が認められず、また、添加量が多すぎると、スズ原子や亜鉛原子の形成する準位を介した伝導が現れ、電子輸送層での正孔の輸送防止機能が低下する。
【００４６】
電子輸送層へのスズ原子と亜鉛原子の添加方法としては、前記電子輸送層材料とスズ原子または亜鉛原子含有材料との共蒸着法、前記電子輸送層材料とスズ原子または亜鉛原子含有材料との薄層（数分子または原子層）での交互蒸着法、スパッタ法が挙げられる。また、電子輸送層上にスズ原子または亜鉛原子含有層を積層し、熱アニーリングにより電子輸送層内に拡散させる方法等が挙げられる。
【００４７】
また、電子輸送層内でのスズ原子または亜鉛原子の分布は、均一に分布するか、電子注入層側から深さ方向に減少するように分布する形態が好ましい。アニーリングは、スズまたは亜鉛原子を含有する層を積層し、７０℃以上の温度で３０分以上アニーリングするのが好ましい。
【００４８】
本発明の有機ＥＬ素子は下部電極の一部を覆うように形成された素子分離膜を有している。この素子分離膜は、下部電極と上部電極との短絡を防止し、下部電極のエッジ部分を保護する機能をもたせている。
【００４９】
素子分離膜の材料としては、種々の無機系および有機系材料が用いられる。
本発明の素子分離膜の層厚は、有機ＥＬ層と上部電極を積層した厚さよりも厚いこと、即ち、本発明の素子分離膜の厚さは０．１μｍ以上であることが好ましい。無機系材料の絶縁層は、エッチング法やリフトオフ法を用いてパターニングできるが、その厚さを０．１μｍ以上とすることが好ましい。有機系材料を用いた場合、無機系材料と比較して、層厚を厚くすることが容易である。有機系材料を用いた場合は、０．２μｍ以上にすることが好ましい。素子分離膜を有機ＥＬ層と上部電極を含む厚さを上回る厚さに設定することにより、シャドーマスクを用いたパターニングの際に、素子分離膜を、マスク傷を防止するスペーサーとして利用することも可能になる。
【００５０】
上部電極を陰極とする場合、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。
陰極材料としては例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体を挙げることが出来る。
【００５１】
他にも陰極材料としてはリチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、マグネシウム−インジウム等、複数の合金を用いることができる。
【００５２】
他にも陰極材料としては酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は単独で用いるか、あるいは複数併用することもできる。また、陰極は一層構成でもよく、多層積層構成をとることもできる。積層構造とする場合、特に積層構造の場合、有機ＥＬ層側の電極表面に仕事関数の小さい材料を用いることが好ましい形態である。上部電極を陰極とする場合、陰極の好ましい層厚は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
【００５３】
本発明の有機ＥＬ層は下部電極を陽極とする構成であるが、下部電極を陰極とする構成を取ることも可能である。その場合には、有機ＥＬ層の構成を逆の構成にすれば良い。
作成した有機ＥＬ素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層を設けることが好ましい。
【００５４】
保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。
【００５５】
特に、酸化シリコン、窒化シリコン層、酸窒化シリコン、及び、これらの積層構造が、保護層として適している。
防湿性及び酸素の透過を抑えることから、保護層の層厚は、１００ｎｍ以上２０μｍが好ましい範囲である。保護層のより好ましい範囲は、２００ｎｍ以上１０μｍである。保護層の層厚が薄い場合には、十分な防湿性や酸素の透過を抑えることができない。一方、保護層が厚すぎる場合には、有機ＥＬ素子パネルの変形や歪等で、保護層の割れが生じる場合がある。上部電極側から光を取り出す場合には、光透過性の保護層が適している。
【００５６】
有機ＥＬ素子を覆うようにして保護層の上に充填材をさらに設けてもよい。この充填材は封止材を接着するための接着剤としても機能する。
充填材としては、アクリル樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。この充填材の内部に乾燥剤（図示せず）を設けておくと、吸湿効果を保ち続けられるので好ましい。このとき、乾燥剤は充填材に添加されたものであっても良いし、充填材に封入されたものであっても良い。充填材側に発光する場合には、透光性の充填材を用いることが好ましいものである。
【００５７】
さらに封止材としては、ガラス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルム、アクリルフィルムまたは金属を用いることができる。封止材側から発光する場合には、封止材も充填材同様に透光性でなければならない。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。しかし、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
図１に示す有機ＥＬ素子を厚さ０．８ｍｍ、縦横４５０ｍｍ×５５０ｍｍのガラス基板上に形成する。ガラス基板上に、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）のエキシマレーザーで再結晶した低温ポリシリコン薄膜を使用して、回路を作製する。該回路上に回路保護層としてシランガスとアンモニアガスと水素ガスを１：１：１０混合したガスを原料ガスとして、１３．５６ＭＨｚのプラズマＣＶＤ法で絶縁性の窒化シリコン層を約４００ｎｍ堆積する。メチルメタクリル酸３％とメチルメタクリレート９７％から成るオリゴマー６０％とメチルメタクリル酸３％とブチルメタクリレート９７％から成るオリゴマー４０％からなる組成物を用意する。
【００５９】
そしてこの組成物をジエチレングリコール・メチルエチルエーテルに２５％混合し、ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルを１％、多環のカップリング剤を２％混合する。この溶液をスピンコート法で回路保護層上に１．５μｍを目標に塗布する。オリゴマーの分子量は、１０００のものを使用する。まず、平坦化層を大気雰囲気で室温から１０℃／分の昇温速度で９０℃まで昇温し、２分間保持しプリベークした。そしてトランジスターと接続するためのコンタクトホールのパターンを水銀灯のｉ線（３６５ｎｍ）で露光する。露光パターンを現像液で現像し、室温の超純水流水で２分間リンスする。その後、大気雰囲気で、１０℃／分の昇温速度で２２０℃まで昇温し、６０分間保持しポストベークする。続いて、紫外線を照射した後に、Ｃｒ電極を１００ｎｍの厚さにスパッタ法で堆積し、リフトオフ法でパターニングすることで光を反射する陽極を形成する。Ｃｒ電極上に液体状の感光性のあるポリイミドの前駆体をスピンコートし比較的低い温度でプリベークし、パターン露光・現像を行って素子分離膜に開口を形成する。次いで現像液や残渣除去のための洗浄を行い、素子分離膜を比較的高い温度でポストベークする。こうして素子分離膜を形成する。素子分離膜まで成膜した後、１０Ｐａの減圧中で２００℃に加熱し、３時間保持し、脱水処理を行う。
【００６０】
次にこのＣｒ電極上に、以下の有機化合物と上部電極（陰極）を１０-4Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着により連続成膜した。使用した材料及び層厚は表１に示すとおりである。
【００６１】
【表１】
2007324233.tif 000002
【００６２】
【化１】
2007324233.tif 000003
【００６３】
【化２】
2007324233.tif 000004
【００６４】
電子輸送層への亜鉛原子の導入は、表１に示すバスフェナンソロリン（Ｂａｔｈｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）と金属亜鉛を別々のボートにいれ、共蒸着法で電子輸送層中に亜鉛原子を導入する。亜鉛原子の含有量は、亜鉛原子導入用のボートに供給する電力を調整することにより行う。
【００６５】
続いて、上部電極（ＩＴＯ）上に、シランガスと窒素ガスと水素ガスを３：２４０：２００の比で混合し、１００Ｐａの成膜圧力で、１３．５６ＭＨｚのプラズマＣＶＤ法で１μｍの層厚に堆積する。この後に、充填材として、アクリル系の粘着材を塗布し、厚さ０．７ｍｍのガラスで封止する。
【００６６】
このようにして、２００ｐｐｉ（画素面積：縦１２６μｍ，横４２μｍ、発光面積：縦９６μｍ，横９６μｍ）のトップエミッション型の発光素子パネルを作製する。
電子輸送層中の亜鉛原子の含有量は、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）で測定する。また、電子輸送層中の有機物分子のモル数は、クロロホルムに１００画素分の有機ＥＬ層を溶解し、液体クロマトグラフィ法により測定する。さらに、検量線により定量化を行う。このようにして測定する亜鉛原子量と有機分子のモル数との比を取ることによって、亜鉛原子の含有量を計算することが出来る。
【００６７】
このようにして、電子輸送層中の亜鉛原子含有量は１００ｐｐｍである。亜鉛原子を１００ｐｐｍ含有する電子輸送層を有する有機ＥＬ素子と亜鉛原子を添加していない電子輸送層を有する有機ＥＬ素子の発光強度の比較を行う。
【００６８】
その結果、亜鉛原子を１００ｐｐｍ含有する電子輸送層を有する有機ＥＬ素子で高い発光強度が得られる。
実施例２
実施例１で導入した亜鉛原子に替えて、スズ原子を電子輸送層に導入する。実施例１と同様に共蒸着法でスズ原子を電子輸送層に導入する。導入量は５００ｐｐｍとする。スズ原子を導入したのち、窒素雰囲気中で、７５℃で３５分間アニーリングする。電子輸送層中のスズ原子の含有量は、実施例１と同様にＳＩＭＳにより測定する。また、電子輸送層中の有機分子のモル数は、有機ＥＬ素子の１００画素分をクロロホルムに溶解し、液体クロマトグラフィで検量線を利用して定量を行う。スズ原子を含有する電子輸送層を有する有機ＥＬ素子とスズ原子を含有しない電子輸送層を有する有機ＥＬ素子の発光強度の比較を行う。スズ原子を含有する電子輸送層を有する有機ＥＬ素子で高い発光強度が得られる。
【００６９】
実施例３
実施例１において、上部電極形成時に、亜鉛原子を含有するＩＴＯを成膜する。その後、キセノンランプを利用したフラッシュランプアニーリングを１０秒間隔で１０回行う。このようにして亜鉛原子を電子輸送層中に拡散させる。その結果、亜鉛濃度が電子注入層側で多く、発光層側で少ない分布が得られる。亜鉛原子の電子輸送層での分布状態はＳＩＭＳにより測定することが出来る。また、亜鉛原子の含有率は、実施例１と同様に画素を切り出しクロロホルムに溶解して、液体クロマトグラフィで検量線を利用して定量することができる。亜鉛原子の含有量を１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲を含むように分布させることが出来る。このようにして形成される有機ＥＬ素子について、発光強度を測定する。電子輸送層に亜鉛原子を含有しない有機ＥＬ素子と比較して高い発光強度が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の有機ＥＬ素子は、電子輸送層にスズ原子および亜鉛原子の少なくとも１種を含有させることによって、アノード電極から注入された正孔が、電子輸送層に通過していくことが防止でき、発光効率を向上させることができる。そのために、本発明の有機ＥＬ素子は発光強度の高い発光素子に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造プロセスの流れを示す図である。
【図３】本発明に係る有機ＥＬ素子の層構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０１  基板
１０２  ポリシリコン
１０３  ソース
１０４  ドレイン
１０５  ゲート
１０６  ゲート絶縁層
１０７  平坦化層
１０８  下部電極
１０９  有機ＥＬ層
１１０  上部電極
１１１  保護層
１１２  充填剤
１１３  素子分離膜
１１４  封止材
４０１  支持対
４０２  第１の電極
４０３  正孔輸送層
４０４  発光層
４０５  電子輸送層
４０６  電子注入層
４０７  第２の電極
【図１】
2007324233.tif 000005
【図２】
2007324233.tif 000006
【図３】
2007324233.tif 000007